Курсовой проект - Оптическая линия связи на участке Новый Ургал-Тында Дальневосточной железной дороги - файл 1.doc

Курсовой проект - Оптическая линия связи на участке Новый Ургал-Тында Дальневосточной железной дороги
скачать (1100.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc

1101kb.

17.12.2011 22:36

скачать

содержание

---

Смотрите также:
• Строительство линии связи на железнодорожном [ документ ]
• Амурский мост (мост через реку Амур) [ документ ]
• История железнодорожного транспорта в России [ документ ]
• Сделай сам макет железной дороги [ реферат ]
• Курсовой проект - Годовой план работы подвижного состава на отделении железной дороги. Вариант 3151 [ курсовая работа ]
• Технология строительства дорожной одежды на участке автомобильной дороги в Калмыкии [ лабораторная работа ]
• Курсовой проект - Проектирование кабельной линии связи на участке Сарапул - Кильмезь [ курсовая работа ]
• Курсовой проект - Проектирование многоканальной системы передачи ИКМ-120 на участке Чита-Борзя [ курсовая работа ]
• Телекоммуникации и связь [ лекция ]
• Курсовой проект - Организация производства на участке механического цеха по обработке детали [ курсовая работа ]
• Аварии на Дальневосточной железной дороге [ реферат ]
• Курсовой проект - Оценка эффективности инвестиций в строительстве волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) [ курсовая работа ]

1.doc

МПС РФ

ДВГУПС

Кафедра: «Телекоммуникации»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: «Оптическая линия связи на участке

Новый Ургал-Тында Дальневосточной железной дороги».
К.П. 2107. 05. 238.

Выполнил: Епифанцев А.А.

Проверил: Савин Е.З.

Хабаровск

2001

Содержание
Введение…………………………………………………………………………1

П.1 Описание проектируемого участка линии связи…………………… 2

Физико-географические данные………………………………………………2

Объекты, находящиеся на участке Новый Ургал – Тында……………… 3

Протяжённость перегонов и полная длина участка…………….………3

П.2 Выбор системы передачи по оптическому кабелю………………… 4

П.3 Выбор марки оптического кабеля…………………………………… 5

П.4 Расчет показателя преломления компонентов волоконного световода………………………………………………………………… 6

П.5 Расчет числовой апертуры световода………………………………… 7

П.6 Расчет затухания световодов……………………………………………7

П.7 Расчет дисперсии в волоконном световоде………………………… 10

П.8 Расчет волнового сопротивления и скорости передачи по световодам……………………………………………………………… 12

П.9 Определение длины регенерационного участка…………………… 14

П.10 Строительство волоконно-оптической линии связи…………… 15

П.11 Монтаж оптического кабеля………………………………………… 19

П.12 Сметно-финансовый расчет………………………………………… 21

Введение

В современном мире от быстроты и качества передачи информации, от уровня развития техники связи во многом зависят темпы экономического развития страны.

Последние несколько десятилетий характеризуются интенсивным развитием средств телекоммуникации. Всё большее распространение получают цифровые системы передачи информации (на основе кодово-импульсной модуляции).

В ходе реформ роль железнодорожного транспорта в народном хозяйстве страны значительно возросла. В будущем железные дороги России, а конкретно, Транссибирская магистраль, вероятно, смогут играть роль «транспортного моста» между Европой и странами АТР, что оказало бы огромное влияние как на экономическое, так и на политическое положение страны. Однако на такую ситуацию можно рассчитывать только при условии качественного преобразования и глубокой модернизации всей организационно-технической структуры железнодорожной отрасли. В первую очередь это относится к средствам автоматики, телемеханики и связи.

В соответствии с концепцией создания сети связи МПС РФ, первичная сеть связи должна быть цифровой; линии связи необходимо организовывать только на основе стандартных цифровых каналов и трактов.

Непрерывное увеличение объёмов передаваемой информации и использование цифровых систем передачи предъявляют новые требования к физическим линиям связи.

Оптическое волокно является самой совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительное расстояние. Современные системы передачи синхронной иерархии позволяют передавать по двум волокнам информацию со скоростью до 10 Гбит/с. Новые технологии обработки линейного сигнала позволяют вести одновременную передачу по одному волокну нескольких высокоскоростных сигналов по узким спектральным полосам, что эквивалентно увеличению скорости передачи в десятки и сотни раз.

Настоящий проект предусматривает строительство волоконно-оптической линии связи на участке Новый Ургал – Тында Дальневосточной железной дороги.


П.1 Описание проектируемого участка линии связи.
Физико-географические данные.
Участок Новый Ургал – Тында простирается почти на тысячу километров, пересекая территорию Амурской области и Хабаровского края.

Так как данный участок ДВЖД примерно на 90% находится на территории Амурской области, то существенного различия в погодных условиях и вообще в физико-географическом положении наблюдаться не будет.

Амурская область имеет площадь 363,7 тысяч квадратных километров с населением около 1миллиона 53 тысяч человек. Областным центром является город Благовещенск.

Большинство территории области гориста. На юге расположена Зейско-Буреинская равнина.
Средняя температура:

Января: от -24 до –33 град. Цельсия;

Июня: от +18 до +21 град. Цельсия.

Осадки: 800-900 мм. в год.
Промышленность:

- горнодобывающая (уголь, золото);

- лесная;

- деревообрабатывающая (т.к. около 65% территории

покрыто лесом);

• 
  машиностроение;
  
• 
  пищевая.
  

По территории области проходят Транссибирская и бывшая Байкало-Амурская железнодорожные магистрали.

Объекты, находящиеся на участке Новый Ургал – Тында.

N п/п	Название	Статус	N п/п	Название	Статус
1	Новый Ургал	п.г.т.	22	Дугда	посёлок
2	Буреинск	разъезд	23	Тангомен	разъезд
3	Алонка	посёлок	24	Камнега	разъезд
4	Сталаник	разъезд	25	Тунгала	разъезд
5	Туюн	разъезд	26	Мирошнеченко	разъезд
6	Шугара	разъезд	27	Улагир	разъезд
7	Амган	разъезд	28	Молдавский	разъезд
8	Этыркен	посёлок	29	Огорон	посёлок
9	Ульма	разъезд	30	Ульян. Строитель	разъезд
10	Мустах	разъезд	31	Ижак	разъезд
11	Гвоздевский	разъезд	32	Апетёнок	разъезд
12	Иса	посёлок	33	Верхнезейск	п.г.т.
13	Исакан	разъезд	34	Имени ген.Милько	разъезд
14	Демченко	разъезд	35	Тутаул	посёлок
15	Звонкое	разъезд	36	Десс	разъезд
16	Февральск	п.г.т.	37	Дипкун	посёлок
17	Червинка	разъезд	38	Унаха	посёлок
18	Скалистый	разъезд	39	Маревая	посёлок
19	Дрогошевск	разъезд	40	Бестужево	посёлок
20	Меун	разъезд	41	Шахтаум	посёлок
21	Нора	разъезд	42	Тында	город

Протяжённость перегонов и полная длина участка.

N перегона	Протяжённость	N перегона	Протяжённость	N перегона	Протяжённость
1\2	10	29\30	22	16\17	16
3\4	14	31\32	28	18\19	25
5\6	17	33\34	65	20\21	21
7\8	22	35\36	52	22\23	16
9\10	20	37\38	16	24\25	19
11\12	16	39\40	61	26\27	17
13\14	23	41\42	12	28\29	24
15\16	19	2\3	41	30\31	23
17\18	17	4\5	16	32\33	16
19\20	17	6\7	15	34\35	48
21\22	25	8\9	11	36\37	15
23\24	14	10\11	12	38\39	59
25\26	13	12\13	19	40\41	15
27\28	13	14\15	24

Общая протяженность участка Н.Ургал – Тында: 958км.

П.2 Выбор системы передачи по оптическому кабелю.
^ В качестве основной системы передачи на волоконно-оптических магистральной сети связи рекомендуется использовать аппаратуру синхронной цифровой иерархии СЦИ.

В настоящее время ведущие зарубежные фирмы выпускают оборудование СЦИ, рассчитанное на скорости передачи 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4) и 2488 Мбит/с (STM-16) с коэффициентом мультиплексирования, равным четырем. В процессе разработки находится система STM-64 со скоростью передачи 9953 Мбит/с. У мультиплексора первого уровня входными потоками могут быть потоки ПЦИ. Мультиплексоры более высоких уровней взаимодействуют как с потоками ПЦИ, так и с потоками STM нижних уровней.

^ Сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей СЦИ получили название трибов СЦИ.

Для построения СЦИ используются терминальные мультиплексоры (ТМ) и мультиплексоры ввода-вывода (АДМ). Каждый из них способен выполнять функции концентратора, коммутатора, кросс-коннектора и регенератора.

^ Терминальный мультиплексор является оконечным устройством сети с числом потоков доступа, соответствующим определенному уровню иерархии взаимодействующих с ним.

Выбираем систему передачи STM-4, т.к. именно данная система установлена на участке Новый Ургал - Тында.

^ Мультиплексор STM-4 типа SMA-4 компании GPT состоит из следующих основных узлов:

1) трибных блоков с набором электрических портов для приема входных потоков различной скорости (от 1,5 и 2 до 140 и 155 Мбит/с);

^ 2) двух пар (основной и резервной) мультиплексоров и коммутаторов для мультиплексирования, локальной коммутации и управления потоками;

3) двух оптических агрегатных блоков с выходными портами 622 Мбит/с “восток” и “запад” для формирования выходных потоков;

^ 4) двух (основного и резервного блоков питания;

5) интерфейсами контроля и управления, служебным каналом.

Основой сети должна быть хребтовая структура, состоящая из одной или нескольких систем STM, расположенных вдоль железной дороги. Количество и тип систем STM определяются общей емкостью информационного потока, который должен быть обеспечен на данном участке, а количество потоков 2,048 Мбит/с, выделяемых на станциях, зависит от числа терминалов местной сети, которым необходим доступ в сеть связи МПС.

На уровне отделенческой связи, как правило, должны использоваться системы STM-1. На некоторых направлениях, возможен большой коммерческий трафик с промежуточных станций, целесообразно применение STM-4.

^ П.3 Выбор марки оптического кабеля.
В качестве основного вида направляющей системы передачи при новом строительстве и увеличения пропускной способности действующей сети следует применять волоконно-оптический кабель, как обладающий наибольшей помехозащищенностью, пропускной способностью и допускающий различные варианты подвески, прокладки в зависимости от условий эксплуатации. В настоящее время стоимость оптических кабелей сопоставима, а в ряде случаев ниже стоимости магистральных симметричных кабелей связи.

Выбор марки оптического кабеля зависит от способа его прокладки. На электрифицированных участках железных дорог наиболее перспективным является опробованный способ подвески оптического кабеля на опорах контактной сети. Для устройства ввода в здания на промежуточных станциях оптический кабель прокладывается в пластмассовых трубопроводах. При отсутствии электрификации железных дорог оптический кабель целесообразно укладывать непосредственно в землю.

Оптические кабели, используемые при строительстве ВОЛС на грузонапряженных участках железных дорог, должны иметь не менее 16 волокон; на малонагруженных участках или для подключения удаленных для магистрали объектов - не менее 8 волокон для обеспечения резервирования и защиты. Оптические волокна при этом должны быть одномодовыми и сертифицированы для длин волн 1,31 мкм и 1,55 мкм.

При выборе типа оптического кабеля следует отдавать предпочтение кабелям со стандартным волокном, обеспечивающим работу систем STM-1/16. При этом могут быть использованы как отечественные кабели, так и кабели зарубежных фирм при наличии сертификации Министерства связи.

Отечественная промышленность освоила производство практически полностью номенклатуру оптических кабелей для магистральных, зоновых и местных сетей связи. В конструкциях кабелей применяются импортные материалы высокого качества, а также оптическое волокно, поставляемое, в основном, известными фирмами: Corning, Fujikura, Samsung, Lucent Technologies.
Т.к. оптический кабель подвешивается на опорах контактной сети, следовательно следует выбрать кабель марки ОКМС-4/2 Сn-А-12(2)/4(5) [производство Россия].
ОКМС-А-4/2(2,4)Сп-12(2)/4(5) кабель, сердечник которого содержит в модулях 12 стандартных одномодовых оптических волокон, соответствующих рекомендациям МСЭ-Т G.652 и 4 одномодовых оптических волокон со смещенной дисперсией, соответствующих рекомендациям МСЭ-Т G.655.

При выборе марки кабеля на соответствующее число стекловолокон необходимо руководствоваться известными положениями “Концепции создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг”, в которой указывается следующее. На магистрали Москва - Владивосток предусматривается с учетом резерва и защиты прокладка оптического кабеля на 16 волокон. При этом для магистральной связи выделяется два волокна, а для дорожной связи предусматривается по 6 волокон на каждую дорогу. Оперативно-технологические связи организуются по двум отдельным стекловолокнам.


П.4 Расчет показателя преломления компонентов волоконного световода.
Для вычисления показателя преломления необходимо учитывать его зависимость от длины волны, которая для диапазона длин волн 0,6 - 2,0 мкм характеризуется формулой:
;

где и ( =1, 2, 3)- коэффициенты, значения которых находятся экспериментально;  - длина волны, мкм.

Данная формула подходит как для выбора материала оболочки, так и сердечника.

Подставив значения коэффициентов и для стекол различных составов, взятые из таблицы 6 (см. методичку) получим следующие значения при =1,55мкм:
Для оболочки:

n₂ =2,085

Для сердечника:

n_1=2,484

n_1=2,117

n_1=2,076

n_1=2,099

n_1=2,08

n_{1= 2,084}

n_1=2,086

n_1=2,258

n_1=2,072

n_1=2,273

Оптические свойства выбранных материалов сердечника и оболочки должны обеспечивать одномодовый режим работы волоконного световода. Для этого необходимо рассчитать значение нормированной частоты, которая находится по формуле:


где - радиус сердечника световода, мкм;

- длина волны, мкм;

n₁ - показатель преломления сердечника;

n₂ - показатель преломления оболочки.

Из всех рассчитанных значений V подходят только два:

V=1,99; V=0,532;

По заданию преподавателя был выбран вариант V=1.99.
Т.к. нормированная частота для материала сердечника в выбранном варианте удовлетворяет условию V<2,405, то для дальнейших расчетов выбираем его.

Это есть 3,1% G₂O₂ , 96,9% SiO_2.

Значения коэффициентов и для стекол различных составов, соответствующие данному варианту, будут взяты из таблицы 6 (см. методичку).

^ П.5 Расчет числовой апертуры световода.
Важной характеристикой световода является числовая апертура (Numerical Aperture), которая представляет собой синус от апертурного угла. От значения зависят эффективность ввода излучения лазера в световод, потери на микро изгибах, дисперсия импульсов, число распространяющихся мод.
Числовая апертура рассчитывается по формуле:


где - относительная разность показателей преломления.

Чем больше у волокон , тем больше , чем легче осуществлять ввод излучения от источников света в световод.

Подставив нужные значения в данную формулу, получим: =0,242, при этом =0,00667.

Оптические кабели применяемые для магистральной связи должны иметь числовую апертуру <0,2.

^ П.6 Расчет затухания световодов.
Важнейшими параметрами световода является оптическое потери и соответственно затухание передаваемой энергии. Эти параметры определяют дальность связи по оптическому кабелю и его эффективность.
Полные потери в волоконном световоде составят:

где - потери поглощения () и потери рассеивания составляют собственные потери волоконных световодов;

- потери энергии на макроизгибы и микроизгибы составляющие кабельные потери.
Затухание в результате поглощения связано с потерями на диэлектрическую поляризацию и существенно зависит от свойств материала световода и рассчитывается по формуле:

, дБ/км

где n₁ - показатель преломления сердечника;

- длина волны, мкм;

- тангенс угла диэлектрических потерь в световоде,

равный .

П
одставив нужные значения в данную формулу, получаем:
Затухание на рассеяние рассчитывается по формуле:

дБ/км

где К - постоянная Больцмана, К= Дж/К;

Т - температура перехода стекла в твердую фазу, Т=1500 К;

- коэффициент сжимаемости, м²/Н;

- длина волны, м.

П
одставив нужные значения в данную формулу, получаем:

Потери на макроизгибы обусловлены скруткой волоконных световодов по геликоиде вдоль всего оптического кабеля и для ступенчатых стекловолокон рассчитываются по формуле:

, дБ/км

где - радиус сердечника, мкм;

- относительная разность показателей преломления,

d - диаметр скрутки, мм;

S - шаг скрутки, мм.

П
одставив нужные значения в данную формулу, получаем:

^ Дополнительное затухание за счет излучения при микроизгибах для одномодовых световодов рассчитывается по формуле:

, дБ/км

где - k - коэффициент, зависящий от длины и амплитуды

микроизгибов, k=10-15;

- радиус сердечника стекловолокна, мкм;

b - диаметр оболочки, мкм;

 - длина волны, мкм.
- радиус поля моды, мкм,

, .

П
одставив нужные значения в данные формулы, получаем:

С
ледовательно

О
ткуда получаем
Следовательно, исходя из формулы , полное затухание линии составит:



^ П.7 Расчет дисперсии в волоконном световоде.
В световодах при передаче импульсов после прохождения некоторого расстояния они искажаются, расширяются и в конце концов наступает момент, когда соседние импульсы перекрывают друг друга. Это явление носит название дисперсии.

Дисперсия ограничивает длину участка регенерации и пропускную способность волоконно-оптических систем передачи что, соответственно, ограничивает объем информации, который можно передать по оптическому кабелю.

В одномодовых световодах проявляются материальная и волноводная дисперсии, расчет которых производится по формулам:
пс/км

пс/км

где - ширина спектра излучения источника. Для данного варианта =0,45нм.

при использовании в качестве источника излучения

полупроводникового инжекционного лазера

=0,1 - 4 нм;

- удельная дисперсия материала;

- удельная волноводная дисперсия.

Коэффициент удельной материальной дисперсии рассчитывается по формуле [2]:

,

где - длина волны, мкм;

с - скорость света, с=300000 км/с;

- показатель преломления сердечника;

и - коэффициенты выбираются из табл. 6 в зависимости от

состава стекла сердечника в полном соответствии с

предварительно выполненными расчетами .

П
одставив нужные значения в данные формулы, получаем:

С
ледовательно, подставив значение коэффициента удельной материальной дисперсии в основную формулу, получим значение материальной дисперсии:

Для определения волновой дисперсии необходимо определить коэффициент удельной волноводной дисперсии, который рассчитывается по формуле:
пс/(км нм)

где - длина волны, мкм;

- относительная разность показателей преломления.

П
одставив нужные значения в данные формулы, получаем:

П
одставляем значение коэффициента удельной волновой дисперсии в основную формулу и получаем значение волновой дисперсии:

Полное же уширение импульса за счет материальной и волноводной дисперсий, приходящееся на 1 км оптической магистрали, определится:
, пс/(км нм)

П
одставив нужные значения в данную формулу, получим:


^ И
спользуя формулу (Гц км.) определяем максимальную ширину полосы пропускания на 1 км оптической линии. После подстановки нужных значений в данную формулу, получим:

П.8 Расчет волнового сопротивления и скорости передачи по световодам.

Волновое сопротивление волоконного световода может быть представлено через компоненты электромагнитного поля. Мы воспользуемся предельными значениями волнового сопротивления сердечника и оболочки для плоской волны. Воспользуемся интервалом:

, Ом
г
де - волновое сопротивление идеальной среды,
- относительная магнитная проницаемость, , Гн/м;

- относительная диэлектрическая проницаемость,

, Ф/м

П
осле всех подстановок, получаем величину волнового сопротивления:

^ Исходя из основного уравнения передачи, коэффициент фазы находится в пределах

, рад/км

где - волновое число оболочки;

- волновое число сердечника.

^ Волновое число идеальной среды k₀ рассчитывается по формуле:


,

где - угловая частота, 1/с;

- длина волны, мкм.

Исходя из этого фазовая скорость рассчитывается по формуле:

, км/с

где - коэффициент фазы.

При больших значениях длин волн, близких к критической, энергия распространяется в оболочке с фазовой скоростью , при уменьшении длины волны вся энергия концентрируется в сердечнике, которой соответствует скорость распространения .

П
одставив соответствующие значения величин, получаем:
С
увеличением длины волны фазовая скорость уменьшается от значения скорости в оболочке до значения скорости в сердечнике световода. Скорость распространения волны по световоду всегда меньше скорости света.
Групповая скорость распространения по световоду определяется выражением:

. км/с

П
одставив соответствующие значения величин в вышеуказанную формулу, получим следующее значение:

^

П.9 Определение длины регенерационного участка

Длина регенерационного участка для выбранной аппаратуры передачи определяется характеристиками оптического кабеля: затуханием и дисперсией. Затухание лимитирует длину участка по потерям в тракте передачи. Дисперсия приводит к расширению импульсов, которое возрастает с увеличением длины линии.

Уровень оптического сигнала с увеличением расстояния от начала регенерационного участка уменьшается и определяется по графику, представленному в методических указаниях. Из данного графика следует:



где _. - минимально допустимая мощность на входе

фотоприемника, дБ м;

- уровень мощности генератора излучения, дБ м;

- потери в разъемном соединении используются для

подключения приемника и передатчика к оптическому

кабелю, дБ;

- потери при вводе и выводе излучения из волокна, дБ;

- потери в неразъемных соединениях, дБ;

- коэффициент ослабления оптического волокна, дБ/км;

- строительная длина оптического кабеля, км.

Из последующего выражения можно определить длину регенерационного участка, определяемого затуханием линии:

км,

г



де

Величина носит название энергетического потенциала аппаратуры и определяется типом источника излучения и фотоприемника. Она равна 53 ( П=53 ).


^ После всех подстановок, получаем длину регенерационного участка:

В данном случае длина регенерационного участка определяется по величине затухания.

^ Рассмотрим способ определения длины регенерационного участка по пропускной способности оптического кабеля.

Дисперсионные явления в волоконном световоде приводят к появлению межсимвольной интерференции, для уменьшения которой необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:



где В - скорость передачи информации;

- уширение импульса в кабеле длиной 1 км.

Тогда длина регенерационного участка определится:

, км


Подставив соответствующие значения величин в вышеуказанную формулу, получим следующее значение:

З
а основу берем меньшую длину регенерационного участка, следовательно значение величины участка регенерации составит:

^ П.10 Строительство волоконно-оптической линии связи.



При строительстве волоконно-оптических линий связи выполняются следующие работы: разбивка линии; доставка кабеля и материалов на трассу; испытание и прокладка кабеля; монтаж кабеля и устройств ввода.

^ При прокладке кабеля в полевых условиях кабель укладывается непосредственно в землю или подвешивается на опорах контактной сети.

До начала поступления кабеля на строительство ВОЛС должны быть выполнены работы по обследованию будущих трасс прокладки оптического кабеля, определению мест и помещения для проведения входного контроля кабелей.

После окончания электрических измерений оптические волокна соединяются последовательно методом сварки, для образования шлейфа, по которому при механизированной прокладке будет контролироваться целостность кабеля. Затем концы кабеля герметично заделывают и барабан с проверенной строительной длиной отправляется на трассу.

Так же проводится группирование строительных длин в пределах регенерационного участка, которое осуществляется по конструктивным данным и передаточным параметрам оптического кабеля: затуханию и дисперсии.

Группирование состоит в поиске такого варианта соединения волокон, при котором достигается ослабление случайных составляющих заданного параметра передачи волокна, т.е. приближение его значения к среднему во всех оптических регенерационных участках ВОЛС.

^ Известны два варианта системы прокладки оптических кабелей:

- традиционная схема прокладки;

- специализированная схема прокладки (созданная специально для ОК).

При традиционной системе прокладки (кабельные барабаны располагаются сзади трактора) кабель подается непосредственно с барабана в кассету без изгибов и не испытывает дополнительных напряжений.

При специализированной системе прокладки (кабельный барабан монтируется спереди трактора) кабель проходит над кабиной трактора через квадратную конструкцию с роликами или направляющими трубками, а затем через блок с гидроприводом, обеспечивающий размотку кабеля с барабана и подачу его в кассету. Кабель совершает один полный виток вокруг блока, скорость вращения которого должна превышать линейную скорость перемещения базового трактора. Все ролики или направляющие приспособления в системе, вызывающие изменения направления прохождения кабеля, должны соответствовать минимальному допустимому радиусу изгиба данного кабеля. Допустимый минимальный радиус изгиба оптического кабеля должен в 20 раз превышать диаметр кабеля.

Траншейная прокладка оптического кабеля в грунт аналогична прокладке электрических кабелей. Однако при прокладке ОК необходимо соблюдать большие меры предосторожности, обеспечивающие допустимые пределы растяжения, изгибов, закручивания и истирания кабеля.

Сравнивая траншейный способ прокладки с прокладкой кабелеукладчиком, следует отдать предпочтение последнему. Прокладка кабеля с помощью кабелеукладчика более производительна и сокращает трудоемкость в 10-20 раз. При использовании кабелеукладчика практически одновременно производится образование траншеи, размотка и укладка кабеля. Поэтому траншейный способ применяется лишь там, где использование кабелеукладчика невозможно по условиям местности. Траншея отрывается механизмом (экскаватором) или вручную.

Размещение оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе позволяет повысить механическую прочность и влагостойкость кабеля, не обладающего наружными металлическими покровами, и защитить его от грызунов.

Предварительно пластмассовый трубопровод диаметром 40 или 50 мм укладывается в траншею на глубину 1,2 м традиционным способом. Операция по затягиванию оптического кабеля в трубопровод проводится таким же способом, как в случае прокладки электрических кабелей в кабельную канализацию. Вначале протягивается трос, а затем прикрепленный к нему кабель. При прокладке в трубопровод кабель предварительно смазывается. Затяжка кабеля в трубопровод производится в направлении, противоположном направлению прокладки трубопровода. В точках размещения сростков необходимо оставлять достаточный запас кабеля для последующего сращивания вне котлована.

При прокладке оптического кабеля вдоль электрифицированных железных дорог широкое применение получил способ подвески кабеля на опорах контактной сети. При этом кабель испытывает большие растягивающие усилия, поэтому в его конструкцию должны входить дополнительные силовые элементы или использовать самонесущий кабель. Кроме того, широкое распространение получил способ подвески оптического кабеля прикрепленного к несущему тросу.
^ Расчет механической прочности.

Механическую прочность принято выражать через нагрузки, действующие на ОК (удельные нагрузки).

В расчете используют следующие виды удельных нагрузок.

1. Удельная нагрузка от силы тяжести (собственного веса) оптического кабеля


, н/м³
где - удельная масса оптического кабеля, кг/м;

- площадь поперечного сечения кабеля, м²;

- ускорение свободного падения, = 9,81 м/с².

^ 2. Удельная нагрузка от наличия на воздушных конструкциях льда при гололеде


, н/м³
где - толщина стенки льда на кабеле, м (5-20 мм в

зависимости от метеорологических условий местности);

- плотность льда, = 900 кг/м³;

- наружный диаметр оптического кабеля, м.

^ 3. Удельная нагрузка от силы тяжести оптического кабеля и силы тяжести отложившегося на нем льда


. н/м³

^ 4. Удельная нагрузка от давления ветра на воздушные конструкции при отсутствии гололеда


, н/м³

где - скорость ветра, м/с.(10м/с).

^ 5. Удельная нагрузка от давления ветра на оптический кабель, покрытый гололедом


, н/м³
где - скорость ветра при гололеде, м/с.(5м/с).

^ 6. Удельная нагрузка от силы тяжести оптического кабеля и давления ветра при отсутствии гололеда


. н/м³

^ 7. Удельная нагрузка от силы тяжести оптического кабеля, льда и давления ветра на воздушные конструкции, покрытые гололедом


. н/м³

Целью расчета является определение напряжения растяжения в оптическом кабеле

, Мпа

где - длина пролета, м;

- суммарная удельная нагрузка (₆ или₇), Мн/м³;

- стрела провеса оптического кабеля в пролете, м

П.11 Монтаж оптического кабеля.

Монтаж оптических кабелей является наиболее ответственной операцией, которая определяет качество и дальность связи по ВОЛС. Соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.

Монтаж подразделяется:

1) Постоянный (стационарный) [выполняется на стационарных кабельных линиях, прокладываемых на длительное время].

2) Временный (разъемный) [выполняется на мобильных линиях, где приходится неоднократно соединять и разъединять строительные длины кабелей].
Соединители оптических волокон, как правило, представляют собой арматуру, предназначенную для юстировки и фиксации соединяемых волокон, а также для механической защиты сростка.

При монтаже оптической магистрали осуществляется неразъемное соединение отдельных строительных длин кабеля.

Соединение оптических волокон осуществляется следующим образом:

До начала соединения двух волокон требуется некоторая подготовка торцов волокон, которая заключается в удалении первичного защитного покрытия волокон с последующей заготовкой гладкого их торца путем скалывания или полировки. Для удаления первичного покрытия с волокна можно использовать химические и механические способы зачистки. Для химической зачистки применяются растворители красок, которые содержат в качестве активного вещества метилен хлорид. Подготовку торца волокна с нанесением царапины и последующим разломом называют скалыванием. Для нанесения царапины используется алмазное лезвие. После нанесения царапины волокно растягивается и скалывается. Обе эти операции можно выполнить с помощью специального устройства. Зачищенное волокно вставляют в данное устройство, зажимают его, давлением на рычаг царапают волокно, захватывая и растягивая его зажимом ломают. Качество скола торца волокна зависит от скалывающего устройства и опыта оператора.

Сращивание оптических волокон в полевых условиях осуществляется методом сварки.

Сварка заключается в местном нагреве границы раздела двух состыкованных и предварительно отцентрированных торцов волокон, в результате которого волокна сплавляются друг с другом. В качестве источника энергии используется электрическая дуга, возникающая между электродами, пламя газовой горелки или лазер. Наибольшее распространение получила электрическая дуга, поскольку она позволяет довольно просто регулировать нагрев и работать в полевых условиях.

^ При сварке проделывают следующие операции:

1) Очищенные и сколотые торцы волокон зажимают на позиционных платформах с определенным зазором, который позволяет их центрировать вручную или автоматически.

^ 2) После выравнивания производится скругление торцов волокон (предварительное оплавление) маломощной дугой, выжигая при этом посторонние вещества.

3) После этого увеличивают температуру дуги и нагретые торцы волокон сводят вместе, вдавливая друг в друга на определенную длину (длину хода сжатия). Вдавливание (обычно несколько микрон) предотвращает образование горловины в месте сращивания.

^ 4) После вдавливания температуру дуги постепенно уменьшают до полного выключения установки.

5) Образовавшийся сросток подвергают проверочным испытаниям, затем восстанавливают защитное покрытие и, при необходимости, усиливают.

Монтаж оптического кабеля осуществляется в соединительных муфтах. Типовой порядок операций по разделке оптического кабеля и монтаже соединительных муфт заключается в следующем.

Концы сращиваемых ОК очистить от внешних загрязнений на длине около 3 метров при помощи ветоши, смоченной в бензине. При помощи ножовки и специальных кусачек, входящих в комплект монтажного инструмента, отделить от концов сращиваемых ОК отрезки по 1 метру. Раскрыть муфту и удалить из нее кассеты и другие съемные узлы, мешающие механическому закреплению в ней силовых элементов ОК. На расстоянии около 2 м от конца ОК определить место крепления муфты на оптическом кабеле. Это место на участке длиной 15-20 см должно быть зачищено шкуркой и тщательно обезжирено. Затем закрепить ОК в кабельном вводе муфты в строгом соответствии с Инструкцией по монтажу принятого вида муфт.

При помощи монтажного инструмента удалить внешнюю полиэтиленовую оболочку ОК на длину около 2 м, обнажив внешние силовые элементы (арамидные нити, стальные проволоки и т.д.). При помощи ветоши, смоченной в бензине удалить гидрофобный наполнитель. Монтажным ножом удалить внутреннюю полиэтиленовую оболочку ОК, обнажив модули с оптическими волокнами. Удалить гидрофобный наполнитель, промыв модули в бензине и протерев их ветошью.

Ввести в кабельные вводы муфты концы сращиваемых ОК на длину около 2 м. Закрепить в петле силовые элементы ОК в соответствующих крепежных узлах муфты. Излишки силовых элементов удалить.

С помощью специальных инструментов удалить модули на длине около 1 м, оголив оптические волокна. Салфеткой, смоченной в бензине, удалить гидрофобный наполнитель с поверхности оптических волокон. Закрепить концы оптических модулей на кассете в местах их крепления.

Руководствуясь цветом оптического модуля и цветом защитного покрытия стекловолокон, выбрать соответствующие оптические волокна от соединяемых строительных длин для сварки. На один из световодов надеть гильзу комплекта для защиты сварки (КДЗС). Соответствующим стриппером удалить защитное покрытие оптических волокон на длине около 60 мм, оголив собственно кварцевый волоконный световод. Салфеткой, смоченной в спирте, протереть концы кварцевых световодов до "скрипа".

Уложить одно из оптических волокон в устройство для скола таким образом, чтобы после скола зачищенная от защитного покрытия часть световода имела длину около 20 мм. Произвести скол световода и закрепить подготовленное оптическое волокно в зажиме аппарата для сварки световодов. При этом волокно должно быть установлено без перекосов, симметрично относительно электродов, и расстояние между торцами волокон должно составлять около 1 мм.

Произвести аналогичные операции для второго оптического волокна. В случае неудовлетворительного качества подготовки оптических волокон к сварке, подготовительные операции следует повторить.

П.12 Сметно-финансовый расчет.
Сметная стоимость строительства оптической магистрали на участке проектирования определяется с учетом затрат на производство строительных работ, стоимости самого кабеля и расходов на его монтаж.

Кроме расходов, связанных непосредственно со строительством оптической магистрали, сметой предусматриваются также накладные расходы и плановые накопления в соответствующих размерах.
Смета на строительство ВОЛС на участке Новый Ургал-Тында Дальневосточной железной дороги.

Наименование работ	Единица	Количество	Стоимость, у.е.
	измерения		единичная	общая
А. Кабельная линия 1. Строительные работы 2. Монтажные работы	км трассы км	958 958	380 800	364040 766400
Итого по пункту А			1180	1130440
Б. Стоимость кабеля Плановые накопления	%	6	3800 228	3640400 218424
Итого по пункту Б			4028	3858824
Итого по пунктам А и Б Начисления	%	10	5208 520,8	4989264 498926,4
Всего по смете			5728,8	5488190,4
Стоимость 1 км оптической магистрали				5728,8

Схемы измерения передаточных параметров ОК.
Для измерения используется следующая техника:

1-стабилизированный источник излучения;

2-измеритель оптической мощности;

3-эталонный световод (протяженность 3 метра);

4-эталонная соединительная розетка.

I Этап: собираю схему:










Измеряют Ро=Рэтал

II Этап: подключают к розетке оптический кабель:












Р=Рвых – Рэтал

Измерение уширения импульса.

Приборы:

1-импульсный генератор;

2-стабилизированный источник излучения;

3- эталонный световод (протяженность 3 метра);

4-эталонная соединительная розетка;

5-фотоприемник;

6-осцилограф.

I Этап:







tвых
II Этап: tвых

---

Скачать файл (1100.5 kb.)

Поиск по сайту:  

---